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	<title>一小时看懂相对论</title>
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<h1>Meta</h1>
<ul>
<li>科学固然深入, 表达亦可浅出. 虽说书名的1小时有些夸张, 但确实是以最不费力的姿态从了解到理解相对论的一本书. 大量诙谐有趣的例子使得知识科普的过程毫不枯燥, 严谨有序的行文结构也使阅读流程层次分明, 确实是一本难得的对胃口的书籍, 有空去看看作者的其他作品怎么样.</li>
<li>回归正题, 相对论在现代物理学中处于什么样的位置呢? 现代物理学三分支, 充斥着人类常识的经典物理学, 研究宏观物体运动规律的相对论以及窥探微观世界物理法则的量子力学.</li>
<li>到底什么是相对论?</li>
<ul>
<li>19世纪末, 原本晴朗的物理学天空, 远远漂浮着两朵乌云.</li>
<li>乙相对甲速度v1, 丙相对乙速度v2, so, 丙相对甲速度v1+v2, 这是速度叠加法则. 然而当研究光速时, 乙相对甲速度v1, 丙相对乙速度为光速c, so, 丙相对甲速度多少? v1+c? 迈克尔逊-莫雷实验的结论: 光速恒定, so, 丙相对于甲速度为c. Excuse me? ? ? 此乃两朵乌云之一, 也是狭义相对论出现之因--光速恒定和速度叠加法则之间的矛盾.</li>
</ul>
<li>狭义相对论是爱因斯坦1905年提出的忽略引力作用的时空理论, 以光速恒定为出发点, 规定光速是宇宙中信息传递的速度上限, 打破了牛顿绝对时间与绝对空间的概念, 把时空看作一体, 很多结论非常"反常识", 但相对论本就是位于经典物理学之外的理论, 描述宏观物体, 反常识倒也正常. 涉及到的结论都比较有趣, e. g. 时空一体, 钟慢尺缩, E=mc^2, 质量和能量同进退而非相互转化, 同时性的相对性. etc. 很好的解决了那朵乌云.</li>
<li>在这之后还有什么问题呢? 狭义相对论规定光速是宇宙里信息传递的速度极限, 然而牛顿的万有引力定律显示, 引力的变化在瞬间完成. 这是两者又一不可调和的矛盾, so, 爱因斯坦只好自创引力理论, 此乃广义相对论之缘起.</li>
<li>广义相对论是在狭义相对论的基础上建立起来的引力理论, 基础假设是等效理论--引力就是加速, 加速就是引力. 爱因斯坦圆盘实验证明了加速运动可以弯曲时空. so, 引力其实不是力, 其实是时空弯曲的几何效应. 物质告诉时空如何弯曲, 时空告诉物质如何运动, 广义相对论如此优美.</li>
<li>至此, 读本书的最初目的已然达到, 对相对论的what and why有了一定的了解, 当然对其还有更多的迷茫, 光锥之内就是命运, 时间只是一场幻觉, 那我的选择都是被注定好的么, 我的兴致所至读了这本专业之外的"杂书", 也是由我的所有过去光锥的综合效应么, 科学的尽头终究触碰神学么, 嘻, over, 不去想答案也是一种答案.</li>
</ul>
</div>
<div class="text">
<h1>Text</h1>
<ul>
<li>科学固然深入, 表达亦可浅出.</li>
</ul>
<div class="h2i1">
<h2>C1 一张物理学藏宝图</h2>
<ul>
<li>开章明义, 对物理学进行简单易懂的分类, 明确相对论在现代物理学处于什么样的位置.</li>
<li>现在站在哪里以及将来走向哪里是两个重要议题.</li>
</ul>
<div class="img">
<img src="https://pic.rmb.bdstatic.com/bjh/cb34da4d2c8174a6469863bef067c0e5.png" />
</div><ul>
<li>物理学可以大致分为三个分支: 经典物理学, 相对论和量子力学.</li>
<ul>
<li>经典物理学: 符合人类常识的物理学.</li>
<li>相对论: 照看宏观物体的运动规律</li>
<li>量子力学: 窥探微观世界的物理法则</li>
</ul>
</ul>
</div><div class="h2i2">
<h2>C2 相对论究竟什么鬼</h2>
<ul>
<li>光速c=300000km/s</li>
<li>19世纪末, 原本晴朗的物理学天空, 远远地漂浮着两朵乌云</li>
<li>速度叠加法则, 乙相对甲速度v1, 丙相对乙速度v2, so, 丙相对甲速度v1+v2</li>
<li>然而当研究光速时, 乙相对甲速度v1, 丙相对乙速度为光速c, 丙相对于甲多少? v1+c?</li>
<li>迈克尔逊-莫雷实验结论: 光速在任何人眼中是恒定的, 丙相对于甲也是c</li>
<li>? ? ? excuse me? 乌云降临,</li>
<li>第一朵, 光速恒定和速度叠加之间的矛盾.</li>
</ul>
</div><div class="h2i3">
<h2>C3 狭义相对论有哪些套路</h2>
<ul>
<li>狭义相对论是爱因斯坦1905年提出的忽略引力作用的时空理论.</li>
<li>它以光速恒定为出发点, 描述了时间, 空间, 物质, 运动, 能量之间的相互关系, 并规定光速是宇宙中信息传递的速度上限; 它打破了牛顿建立的绝对时间和绝对空间的观念, 并把时空看作一个整体. 在狭义相对论中, 时间不再均匀流逝, 空间不再一成不变, 很多反常识的结论一时让人头晕目眩.</li>
<li>光速恒定是相对论的前提.</li>
</ul>
<div class="h3i1">
<h3>3.1 时间怎么就膨胀了</h3>
<ul>
<li>运动物体时间膨胀.</li>
<li>时间膨胀效应是一种观察者效应. 发生膨胀的那个人, 自己是感觉不到的, 并且这种膨胀效应是对称发生的.</li>
</ul>
</div><div class="h3i2">
<h3>3.2 长度怎么就变慢了</h3>
<ul>
<li>运动物体的空间流逝速度会分走时间流逝速度, 这会导致时间变慢.</li>
<li>运动物体长度收缩, 空间收缩, 也是一种观察者效应.</li>
<li>统称钟慢尺缩</li>
</ul>
</div><div class="h3i3">
<h3>3.3 世界上根本就没有什么绝对同时</h3>
<ul>
<li>对于处于相对运动的观察者来说, 其中一人认为同时发生的事, 另一人必然认为不同时发生, 这叫同时性的相对性.</li>
<li>千百年来人类想象一种普适的时钟, 它在宇宙的每一个角落以相同的节律一分一秒的走下去, 然而, 这不过是一种错觉.</li>
</ul>
</div><div class="h3i4">
<h3>3.4 咋就不能超过光速呢</h3>
<ul>
<li>狭义相对论的理论基础, 光速恒定, 且为宇宙中的极限速度.</li>
<li>光子</li>
<li>变化的电场->变化的磁场->变化的电场->变化的磁场...</li>
<li>周期性交变->电磁波, 光速c</li>
<li>为什么光速是极限速度?</li>
<ul>
<li>是东西就有质量M</li>
<li>给质量加速需要能量</li>
<li>根据相对论质能方程, 速度加快时, 质量会同时变大</li>
<li>质量越大, 加速越难, 需要的能量越多; 加速后, 质量变大</li>
<li>当速度接近光速时, 质量变为无限大, 再提速就需要无限的能量</li>
</ul>
<li>so光速是极限速度.</li>
<li>物体的总质量 = 静质量 + 动质量</li>
<li>速度++, 动质量++</li>
<li>光子没有静质量, so可以达到光速</li>
<li>站在地面上发光, 光速c, 为什么站在火车上发光速度不是c+v? 因为速度叠加不适用光速计算, - 为什么不适用?</li>
<ul>
<li>光是电磁波, 电磁波的传播速度是电场和磁场的相互产生速度.</li>
<li>一排人报数, 报数的快慢取决于什么? 人的反应速度!</li>
<li>站在火车上报数会比站在地面上报数更快么, 不会, so, 一个道理.</li>
</ul>
<li>爱因斯坦的惊人观点, 宇宙中任何物体的运动速度都是光速, 只不过不是在时间中而是在时空中.</li>
</ul>
<div class="img">
<img src="https://pic.rmb.bdstatic.com/bjh/913ecd2a2d1ec71fbd89e9aca6ba63e1.png" />
</div></div><div class="h3i5">
<h3>3.5 质能方程到底怎么回事</h3>
<ul>
<li>E = mc^2</li>
<li>三个都不对, C是常见误解, 原子弹爆炸后质量少了一点, 但并非转换关系</li>
<li>质能方程显示了质量和能量在数量上的对应关系.</li>
<li>物体的总质量不仅取决于各个部分的质量大小, 还跟各部分的排列和运动状态有关</li>
<li>分子 -> 原子</li>
<li>原子 -> 原子核 + 电子</li>
<li>原子核 -> 质子 + 中子</li>
<li>质子/中子 -> 夸克</li>
<li>夸克和电子是目前人类已知的组成物质的最小单元.</li>
<li>宇宙中存在场, 夸克和电子存在与场中, 蹦着一股劲儿, 蓄势待发, 存在势能, 电子和夸克的质量就是这种势能的体现.</li>
<li>一个物体所有的质量都是由能量贡献的, 当你试图去称量一个东西的质量时, 称出来的其实就是它的能量.</li>
<li>此消彼长是转换, 然而他们始终是同进退的.</li>
</ul>
</div><div class="h3i6">
<h3>3.6 狭义相对论之回眸一笑</h3>
<ul>
<li>狭义相对论是时空理论, 它以光速恒定为出发点, 描述了时间, 空间, 物质, 运动, 能量之间的相互关系.</li>
<li>它打破了牛顿建立的绝对时间和绝对空间的概念, 把时间和空间看成一个整体--时空.</li>
<li>光速时宇宙间信息传递的速度上限, 光速恒定, c=300000km/s</li>
<li>运动的物体钟慢尺缩, 是一种观察者效应, 运动物体自身感觉不到, 这种效应对称出现.</li>
<li>E=mc^2, 质量和能量在本质上是同一事物的正反两面, 并非相互转化关系.</li>
<li>同时性的相对性告诉我们, 宇宙没有标准钟, 每个人都有各自的时间.</li>
<li>狭义相对论之后还有什么问题呢?</li>
<ul>
<li>狭义相对论规定光速是宇宙里信息传递的速度极限, 然而牛顿的万有引力定律显示, 引力的变化在瞬间完成. 这是两者不可调和的矛盾, so, 爱因斯坦只好自创引力理论.</li>
</ul>
</ul>
</div></div><div class="h2i4">
<h2>C4 十年憋大招: 广义相对论</h2>
<ul>
<li>广义相对论是爱因斯坦于1915年在狭义相对论的基础上提出的, 容纳了引力的理论, 区别于牛顿的万有引力定律.</li>
<li>广义相对论成功地解释了引力的来源和作用机制, 并把时空从宇宙衍化的被动接受者转变为主动参与者.</li>
<li>在广义相对论中, 时空变得可以弯曲, 引力可以减缓时间的流逝, 宇宙从此不再是静态的了.</li>
</ul>
<div class="h3i7">
<h3>4.1 引力还是加速, 傻傻分不清</h3>
<ul>
<li>广义相对论的基础假设: 等效原理</li>
<li>引力效应就是加速, 加速就是引力效应, 如果你感觉到被支撑, 没错, 那就是引力效应. 不用怀疑, 你正在加速, 即便你静静的坐在树下. 而那些没有被支撑, 自由下落的物体感受不到引力, 它们才是静止的.</li>
<li>有点懵, emmm, 自由落体的物体不是在受引力么, 这个部分我并不理解.</li>
</ul>
</div><div class="h3i8">
<h3>4.2 男人的浪漫弯曲了时空圆盘实验</h3>
<ul>
<li>实验1, 动尺收缩</li>
<ul>
<li>量周长, 每一步尺子的测量方向都和旋转运动的方向相同, 所以尺子缩短.</li>
<li>量半径, 尺子的测量方向始终和旋转运动的方向垂直, 所以尺子长度不变.</li>
<li>so, 旋转时周长变大了, pi = C / (2r), 旋转时圆周率 > pi</li>
<li>平面的圆周率=pi, 球面的圆周率 < pi, 马鞍面的圆周率 > pi</li>
</ul>
<li>结论: 旋转弯曲了原本平直的空间</li>
<li>实验2, 时间膨胀</li>
<ul>
<li>旋转让时间变慢, 离中心点越远, 转速越快, 时间就越慢.</li>
</ul>
<li>结论: 旋转弯曲了时间</li>
<li>so, 旋转弯曲了时空</li>
<li>速度变化分两种, 改变大小和改变方向, 旋转是改变方向的加速运动.</li>
<li>这里的加速的概念与速度大小的增加并不相同, 并非加速度a>0的那种概念, 应该是爱因斯坦等效原理中提到的等价于能感受到引力的加速.</li>
</ul>
</div><div class="h3i9">
<h3>4.3 引力是啥, 你行你上啊</h3>
<ul>
<li>"等效原理"爆料了引力作用和加速其实是同一枚钢镚儿的正反两面. 引力=加速</li>
<li>圆盘实验证明了加速弯曲时空,</li>
<li>so, 爱因斯坦: 引力根本就不是力</li>
<li>床垫上是平的, 鸡蛋直着走, 人坐上去, 床垫有个凹陷, 鸡蛋向凹陷走</li>
<li>时空就是一张床垫, 太阳坐上去, 出现一个凹陷, 地球掉进了坑里, 只能在里面打转</li>
<li>so, 引力根本就不是力, 是弯曲时空的几何效应</li>
<li>地球, 太阳, 时空之间的关系是广义相对论的中心思想. 物质告诉时空如何弯曲, 时空告诉物质如何运动.</li>
<li>万有引力瞬时传播与狭义相对论光速上限之间的矛盾解决了, 在广义相对论中, 引力传播不是瞬时的, 它的传播速度其实就是"床垫"震颤的扩散速度, 就是光速, 床垫的颤抖就是引力波.</li>
</ul>
</div><div class="h3i10">
<h3>4.4 广义相对论之三大验证爱因斯坦一战封神</h3>
<ul>
<li>讲了啥呢, 如题</li>
</ul>
</div><div class="h3i11">
<h3>4.5 黑洞神神秘秘那点事</h3>
<ul>
<li>广义相对论说, 引力是质量压弯时空的结果, 质量越大, 时空弯曲得越厉害, 引力也就越大</li>
<li>恒星->白矮星->超新星爆发, 质量剩的少是中子星, 剩的多黑洞</li>
</ul>
</div><div class="h3i12">
<h3>4.6 宇宙打哪来? 大爆炸理论</h3>
<ul>
<li>宇宙大爆炸, 宇宙在膨胀</li>
</ul>
</div><div class="h3i13">
<h3>4.7 广义相对论之蓦然回首</h3>
<ul>
<li>广义相对论是在狭义相对论的基础上建立起来的引力理论, 等效原理是这个理论的基础假设. 它揭示了引力就是加速, 加速就是引力, 它们在本质上是同一枚硬币的正反两面.</li>
<li>旋转木马思维实验(爱因斯坦圆盘实验)证明了加速运动可以弯曲时空的事实.</li>
<li>通过对时空, 物质, 加速, 引力等问题的深入思考, 爱因斯坦最终发现引力原来不是力, 它其实是时空弯曲的几何效应.</li>
<li>通过水星近日点进动计算, 星光偏折实验以及光的引力红移3种方法, 广义相对论得到了有力的证实, 获得全世界认可.</li>
<li>黑洞是广义相对论预言的神秘天体, 它是时空极限弯曲的结果, 现代宇宙学已经找到了黑洞存在的直接证据.</li>
<li>通过对广义相对论的深入研究, 人们发现了宇宙膨胀这个事实, 并最终得出宇宙大爆炸的惊人理论. 宇宙微波背景辐射的发现被视为该理论的直接证据.</li>
</ul>
</div></div><div class="h2i5">
<h2>C5 相对论你还要闹哪样</h2>
<div class="h3i14">
<h3>5.1 瞅瞅到底谁墨迹-小鲜肉vs老帮菜</h3>
<ul>
<li>宇宙航行, 而后重返地球, 谁变老了? , 待在地球的变老了</li>
<li>加速减速统称"加速", 减速时加速度为负的情况</li>
<li>加速运动是绝对运动, 不加速的都是相对运动.</li>
</ul>
</div><div class="h3i15">
<h3>5.2 光锥之内就是命运</h3>
<ul>
<li>宇宙中的任何事件都只能影响它的将来光锥内的物体, 凡是在事件的将来光锥以外的物体都不会受该事件的任何影响</li>
<li>因为光速的有限性, 所以当一个事件发生后, 它的发生的信息的传播范围是随时间向外扩散的, 随时间其影响范围的扩张形成了一个将来光锥,</li>
<li>光锥内是"受事件影响"和"能影响事件"的时空区域, 这个区域不但有大小, 而且大小固定, 只有区域内发生的事与"原点事件"存在物理上的因果关系.</li>
<li>这就是宇宙的"定域性"</li>
<li>光锥之内就是命运, 一旦进入了某件事的光锥之内, 这件事其实已然发生了, 只能选择如何应对, 此乃命运.</li>
</ul>
</div><div class="h3i16">
<h3>5.3 宇宙的历史其实就是一根儿火腿肠</h3>
<ul>
<li>时间只是一种幻觉么,</li>
</ul>
</div></div><div class="h2i6">
<h2>C6 伟大的爱因斯坦</h2>
<ul>
<li>定域性, 光锥, 不存在瞬时作用</li>
<li>实在性: 宇宙万物的运动规律独立于观察者而存在.</li>
<li>决定论: 大自然存在客观规律和因果联系, 宇宙这一时刻的物理状态由上一时刻状态决定.</li>
</ul>
</div><div class="h2i7">
<h2>C7 番外: 苹果落地的真相</h2>
<ul>
<li>nothing</li>
</ul>
</div><div class="h2i8">
<h2>C8 番外: 对不了的才叫理论, 错不了的那叫矫情</h2>
<ul>
<li>讲理论的可证伪性</li>
		</ul>
</div>	</div>
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